光伏供电的地热热泵系统经过一年的测试，并由诺丁汉大学的研究人员进行了测量。该小组表明，除冬季外，它能够在所有季节将室内温度保持在 16 摄氏度以上。
▲ 该系统在位于英格兰莱斯特郡拉夫堡的温室中进行了测试
诺丁汉大学的研究人员研究了与光伏系统耦合的浅层地热热泵用于温室加热和冷却的性能。
发表在《国际低碳技术杂志》上的论文《温室加热-冷却地源热泵系统的实验研究》中描述了该系统包括一个光伏系统、一个 200 升的水箱、一个 5 千瓦的商用热泵、季节性土壤热能储存系统 (SSBTESS) 和风机盘管单元 (FCU)。
据科学家介绍，SSBTESS 装置具有 24 个单立式换热器 (VHX)，放置在 0.2 m 的深度，是整个系统的关键组件。热泵充当收集回路、SSBTESS 本身和风机盘管子系统之间的缓冲区。还部署了厚绝缘材料以减少土壤热损失，辐射地板被混凝土覆盖，作为温室中的地下热提取器或注入器单元。
▲ 使用龙焱碲化镉透光发电玻璃的光伏农业大棚
在高温时期，系统从温室中吸收热量并通过 VHX 将其带到地面，而在低温时期，热量从泵的缓冲罐通过循环管道被带到风机盘管装置。
该配置在位于英格兰莱斯特郡拉夫堡的面积为 46.94 m 2且体积为 142.87 m 3的温室中进行了测试。“建筑总墙面积为 98.22 m 2，屋顶面积为 77.01 m 2，”科学家们说。“它覆盖着双层玻璃半透明光伏屋顶和所有侧壁上的不透明光伏。”
温室大棚光伏系统的装机功率为 7.67 千瓦，安装了常规太阳能组件和透明光伏组件。
整个系统依靠主动和被动技术来冷却温室，经过了一年的测试。英国小组进行的测量表明，除冬季外，它能够在所有季节将室内温度保持在 16 摄氏度以上。“这个问题可以通过降低空气渗透和改变冷却程序来解决，”研究人员说。“此外，通过这个程序，可以显着增加热注入。”
据研究人员介绍，该系统几乎达到了他们为实验设置设定的初始目标。平均环境温度介于 6.12 至 11.14 摄氏度之间，温室内的地表温度介于 7 至 25 摄氏度之间。
展望未来，研究人员表示，他们希望通过将碳基或金属基纳米颗粒、水分和封装的PCM 溶液注入土壤中来提高系统的热导率，并利用热泵的更高热容量。
